Role of XIAP in cellular signaling and novel interacting proteins

Abstract

Das X-Chromosom gekoppelte Inhibitor der Apoptose Protein (XIAP) ist als direkter Inhibitor der Caspasen -3, -7 und -9 bekannt, spielt jedoch auch in verschiedenen Signaltransduktionswegen der Zelle eine Rolle, wie dem Transformierenden Wachstums Faktor (TGF)-ß, dem Mitogen aktivierten Protein Kinase (MAPK) oder dem Tumornekrosefaktor (TNF)/ Nukleären Faktor (NF)-kappaB aktivierten Signaltransduktionsweg. Das Ziel dieser Dissertation war die Aufklärung der XIAP-vermittelten NF-kappaB Aktivierung, als auch die Identifizierung von neuen XIAP-interagierenden Proteinen. Hier konnte gezeigt werden, dass XIAP durch Interaktion mit MEKK2 und dessen Ubiquitinilierung NF-kappaB aktiviert. Um neue Protein-Protein Interaktionen zu finden, wurde ein Yeast two-hybrid Screening durchgeführt. Mehrere neue Protein-Protein Interaktionen konnten gefunden werden, unter anderen Interaktionen mit Siva-1, PDCD2 und PIAS1, die auch in Säugetierzellen bestätigt wurden.<br />Die Interaktion mit Siva-1 wurde genauer untersucht, und es zeigte sich, dass die RING-Domäne von XIAP an die SAH-Domäne von Siva-1 bindet.<br />Darüber hinaus bilden XIAP, Siva-1 und TAK1 in vivo einen Komplex in humanen T-Zellen. Überexpressionsstudien zeigten, dass Siva-1 den durch XIAP und TAK1 vermittelten, NF-kappaB-abhängigen Überlebensweg inhibiert und so das Gleichgewicht zur Apoptose verschiebt. Die physiologische Relevanz der neu identifizierten Interaktionen mit PDCD2 und PIAS1 müssen noch weiter untersucht werden. Zusätzlich spielt XIAP in freien Sauerstoff-species (ROS) vermittelten Prozessen eine Rolle. Mit Hilfe von XIAP-defizienten Zellen konnte gezeigt werden, dass XIAP für die Regulation von antioxidativen Proteinen als auch für die Inhibierung einer anhaltenden JNK-Aktivierung wichtig ist.<br />

Role of XIAP in cellular signaling and novel interacting proteins The X-chromosome linked inhibitor of apoptosis protein (XIAP) is a well known direct inhibitor of caspases-3, 7- and -9, but is also involved in various signal transduction pathways, such as the transforming growth factor (TGF)-ß, the mitogen activated protein kinase (MAPK) or the tumor necrosis factor (TNF)/nuclear factor (NF)-kappaB pathways. The aim of this thesis was to investigate the mechanism of XIAP-mediated NF-kappaB activation as well as the identification of novel XIAP-interacting proteins. One mechanism how XIAP activates the NF-kappaB pathway is presented in this work, namely through interaction and ubiquitination of MEKK2. To identify novel protein-protein interactions, a yeast two-hybrid screen was performed. Several novel XIAP-interacting proteins could be identified and were confirmed in the mammalian system, including Siva-1, PDCD2 and PIAS1. The interaction with Siva-1 was investigated in more detail and revealed that the RING-domain of XIAP is interacting with the SAH-domain of Siva-1. Furthermore, immunoprecipitations in human T-cells revealed that XIAP, Siva-1 and TAK1 form a complex in vivo. Overexpression studies demonstrated that Siva-1 inhibits survival (NF-kappaB mediated) pathways activated by XIAP or TAK1, thereby shifting the balance towards apoptosis. The physiological consequences of the novel identified interactions of XIAP with PDCD2 and PIAS1 remain to be investigated. In addition, it could be demonstrated that XIAP plays a role in reactive oxygen species (ROS) induced events. Using XIAP-deficient cells it was demonstrated, that XIAP is essential for the regulation of antioxidant enzymes and the downregulation of sustained JNK activation.